I pianeti Kepler-90 hanno una configurazione simile al nostro sistema solare con piccoli pianeti trovati in orbita vicino alla loro stella, e i pianeti più grandi si trovano più lontano. Nel nostro sistema solare, questo modello è spesso visto come prova che i pianeti esterni si sono formati in una parte più fredda del sistema solare, dove il ghiaccio d'acqua può rimanere solido e aggregarsi per creare pianeti sempre più grandi. Lo schema che vediamo intorno a Kepler-90 potrebbe essere la prova dello stesso processo che si verifica in questo sistema. Credito:NASA/Centro di ricerca Ames/Wendy Stenzel
La scoperta di un ottavo pianeta che orbita intorno alla lontana stella Kepler-90 da parte dell'astronomo Andrew Vanderburg dell'Università del Texas ad Austin e Christopher Shallue di Google ribalta lo status del nostro sistema solare come avente il più alto numero di pianeti conosciuti. Ora siamo in parità.
Il Kepler-90i appena scoperto, un caldo sfrigolante, pianeta roccioso in orbita attorno alla sua stella una volta ogni 14,4 giorni, è stato trovato utilizzando computer che "imparavano" a trovare pianeti nei dati del telescopio spaziale Kepler della NASA. Keplero trova pianeti lontani oltre il sistema solare, o pianeti extrasolari, rilevando il minuscolo cambiamento di luminosità quando un pianeta transita (attraversa) una stella.
Vanderburg, un borsista della NASA Sagan all'UT Austin, e salve, un ricercatore di machine learning di Google, hanno collaborato per addestrare un computer per imparare a identificare i segni di un esopianeta nelle letture della luce di stelle lontane registrate da Kepler. Simile al modo in cui i neuroni si connettono nel cervello umano, questa "rete neurale" ha setacciato i dati di Kepler per identificare i deboli segnali di transito da un ottavo pianeta precedentemente perso in orbita attorno a Kepler-90, una stella simile al sole 2, 545 anni luce dalla Terra nella costellazione del Draco.
"Per la prima volta da quando i pianeti del nostro sistema solare sono stati scoperti migliaia di anni fa, sappiamo per certo che il nostro sistema solare non è l'unico detentore del record per la maggior parte dei pianeti, " ha detto Vanderburg.
Altri sistemi planetari, anche se, sarebbe probabilmente più promettente per la vita rispetto al sistema di Kepler-90, che racchiude tutti gli otto pianeti più vicini alla stella ospite di quanto la Terra sia al sole. Nel nostro sistema solare, solo Mercurio e Venere orbitano tra il nostro pianeta e il nostro sole. Circa il 30% più grande della Terra, Kepler-90i è così vicino alla sua stella che si pensa che la sua temperatura superficiale media superi gli 800 gradi Fahrenheit, alla pari di Mercurio. Il pianeta più esterno, Keplero-90h, è un gigante gassoso delle dimensioni di Giove, cerchiando con un "anno" di 331,6 giorni.
"Il sistema stellare Kepler-90 è come una versione mini del nostro sistema solare. Ci sono piccoli pianeti all'interno e grandi pianeti all'esterno, ma tutto è accartocciato molto più vicino, " ha detto Vanderburg.
Il documento di ricerca che riporta questo risultato è stato accettato per la pubblicazione su The Giornale Astronomico .
L'idea di applicare una rete neurale ai dati di Kepler è venuta da Shallue, un ingegnere informatico senior presso Google AI, un team di ricerca presso il gigante dei motori di ricerca di Mountain View, California. Shallue si interessò alla scoperta di esopianeti dopo aver appreso che l'astronomia, come altri rami della scienza, sta rapidamente diventando inondato di dati come la tecnologia per la raccolta di dati dallo spazio avanza.
"Il machine learning brilla davvero in situazioni in cui ci sono così tanti dati che gli umani non possono cercarli da soli, "ha detto Shalu.
Il set di dati quadriennale di Keplero, Per esempio, consiste di circa 2 quadrilioni di possibili orbite di pianeti. Per verificare i segnali più promettenti dei pianeti, test automatizzati, o talvolta occhi umani, sono tipicamente usati, ma spesso i segnali più deboli vengono persi durante questo processo. Così, Shallue e Vanderburg pensavano che potrebbero esserci alcune scoperte di esopianeti più interessanti in agguato nei dati.
I due hanno sviluppato una rete neurale per cercare i dati di Kepler per nuovi pianeti. Primo, hanno addestrato la rete neurale per identificare gli esopianeti in transito in un set di 15, 000 segnali precedentemente controllati dal catalogo degli esopianeti Kepler. Quindi, con la rete neurale che ha "imparato" a rilevare il modello di un esopianeta in transito, i ricercatori hanno puntato il loro modello su 670 sistemi stellari che avevano già più pianeti conosciuti e hanno cercato segnali più deboli. La loro ipotesi era che i sistemi multi-pianeti sarebbero stati i posti migliori per cercare più esopianeti.
Kepler-90 aveva già lasciato il segno nel 2013 come il primo sistema di sette pianeti identificato con Kepler, ma il segnale dell'ottavo pianeta era così debole da essere mancato con i metodi precedenti.
"Abbiamo molti falsi positivi di pianeti ma anche pianeti potenzialmente più reali, " Vanderburg ha detto. "È come setacciare le rocce per trovare gioielli. Se hai un setaccio più fine, allora prenderai più rocce, ma potresti anche prendere più gioielli."
Kepler-90i non era l'unico gioiello che questa rete neurale ha setacciato. Nel sistema Kepler-80, hanno trovato un sesto pianeta. Questo, il Kepler-80g delle dimensioni della Terra, e quattro dei suoi pianeti vicini formano quella che viene chiamata una "catena risonante, " dove i pianeti sono bloccati dalla loro reciproca gravità in una ritmica danza orbitale. Il risultato è un sistema estremamente stabile, simile ai sette pianeti del sistema TRAPPIST-1, così precisamente bilanciato che la lunghezza dell'anno di Kepler-80g potrebbe essere prevista con la matematica.
